Warum ist ein Schrittmotor einem Servomotor auf einem 3D-Drucker überlegen?
Der Motor ist eine sehr wichtige Leistungskomponente des 3D-Druckers. Ihre Genauigkeit hängt von der Qualität des 3D-Drucks ab. Im Allgemeinen wird der Schrittmotor für den 3D-Druck verwendet. Schrittmotor ist eine Art diskrete Bewegungsvorrichtung. Es unterscheidet sich vom gewöhnlichen AC / DC-Motor. Die normale Motorleistung ist eingeschaltet, der Schrittmotor jedoch nicht. Der Schrittmotor führt einen Schritt aus, wenn ein Befehl empfangen wird. Der Servomotor ist ein Motor, der den Betrieb mechanischer Komponenten im Servosystem steuert. Es kann die Geschwindigkeit und Positionsgenauigkeit sehr genau steuern. Es kann das Spannungssignal in Drehmoment und Geschwindigkeit umwandeln, um das Steuerungsobjekt anzutreiben. Obwohl beide im Steuermodus (Burst- und Richtungssignale) ähnlich sind, gibt es große Unterschiede in Leistung und Anwendung. Nun zeigt Ihnen Xiaobian die spezifischen Leistungsunterschiede zwischen den beiden Aspekten.
Unterschiedliche Regelgenauigkeit
Der Zweiphasen-Hybridschrittmotor-Schrittwinkel beträgt im Allgemeinen 3,6 °, 1,8 °, und der Fünfphasen-Hybridschrittmotor-Schrittwinkel beträgt im Allgemeinen 0,72 °, 0,36 °. Es gibt auch einige leistungsstarke Schrittmotoren mit kleineren Schrittwinkeln. Zum Beispiel hat ein Schrittmotor für eine langsame Drahtvorschubmaschine, die von Sitong hergestellt wird, einen Schrittwinkel von 0,09 °.
Die Regelgenauigkeit des AC-Servomotors wird durch den Drehgeber an der Rückseite der Motorwelle gewährleistet. Am Beispiel eines volldigitalen AC-Servomotors von Panasonic für einen Motor mit einem standardmäßigen 2500-Zeilen-Encoder liegt das Impulsäquivalent aufgrund der Vierfachfrequenz-Technologie im Treiber bei 360 ° / 10000 = 0,036 °.
Bei einem Motor mit einem 17-Bit-Encoder erhält der Antrieb eine Umdrehung von 217 = 131072-Impulsmotoren, dh das Impulsäquivalent beträgt 360 ° / 131072 = 9,89 Sekunden. Dies ist ein Schrittmotor mit einem Schrittwinkel von 1,8 °. 1/655 des Impulsäquivalents.
Unterschiedliche niederfrequente Eigenschaften
Schrittmotoren neigen bei niedrigen Drehzahlen zu niederfrequenten Vibrationen. Die Vibrationsfrequenz hängt vom Lastzustand und der Leistung des Fahrers ab. Es wird allgemein angenommen, dass die Schwingungsfrequenz die Hälfte der Startfrequenz des Motors ohne Last ist.
Dieses niederfrequente Schwingungsphänomen, das durch das Arbeitsprinzip des Schrittmotors bestimmt wird, ist für den normalen Betrieb der Maschine sehr nachteilig. Wenn der Schrittmotor mit niedriger Geschwindigkeit arbeitet, sollte im Allgemeinen eine Dämpfungstechnologie verwendet werden, um das Phänomen der niederfrequenten Schwingung zu überwinden, z. B. das Hinzufügen eines Dämpfers zum Motor oder die Verwendung einer Unterteilungstechnologie am Antrieb.
Der AC-Servomotor läuft sehr ruhig und Vibrationen treten auch bei niedrigen Drehzahlen nicht auf. Das AC-Servosystem verfügt über eine Resonanzunterdrückungsfunktion, die die Steifigkeit der Maschine abdecken kann, und verfügt über eine Frequenzanalysefunktion innerhalb des Systems, die den Resonanzpunkt der Maschine erkennen und die Systemeinstellung erleichtern kann.
Unterschiedliche Momenteigenschaften
Das Ausgangsdrehmoment des Schrittmotors nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit ab und fällt bei höheren Geschwindigkeiten stark ab, so dass die maximale Betriebsgeschwindigkeit im Allgemeinen 300 bis 600 U / min beträgt.
Der AC-Servomotor hat ein konstantes Drehmoment, dh er kann innerhalb seiner Nenndrehzahl (im Allgemeinen 2000 RPM oder 3000 RPM) das Nenndrehmoment ausgeben, und die konstante Ausgangsleistung liegt oberhalb der Nenndrehzahl.
Unterschiedliche Überlastmöglichkeiten
Schrittmotoren haben im Allgemeinen keine Überlastfähigkeit, und AC-Servomotoren weisen starke Überlastfähigkeit auf.
Nehmen Sie als Beispiel das AC-Servosystem von Panasonic, das über Geschwindigkeits- und Drehmomentüberlastungsfunktionen verfügt. Sein maximales Drehmoment ist das Dreifache des Nenndrehmoments und kann verwendet werden, um das Trägheitsmoment der Trägheitslast im Moment des Startens zu überwinden.
Da im Schrittmotor keine solche Überlastfähigkeit vorhanden ist, ist es zur Überwindung dieses Trägheitsmoments während der Auswahl häufig erforderlich, einen Motor mit einem großen Drehmoment auszuwählen, und die Maschine benötigt im Normalbetrieb kein so großes Drehmoment und ein Drehmoment erscheint. Das Phänomen der Verschwendung.
Unterschiedliche Laufleistung
Die Steuerung des Schrittmotors erfolgt über eine Steuerung. Wenn die Startfrequenz zu hoch ist oder die Last zu groß ist, kann sie verloren gehen oder blockiert werden. Wenn die Geschwindigkeit während des Stopps zu hoch ist, kann es zu einem Überschwingen kommen. Um die Kontrollgenauigkeit zu gewährleisten, sollte sie daher gut gehandhabt werden. Das Problem der steigenden und fallenden Geschwindigkeit.
Das AC-Servoantriebssystem ist geregelt. Der Antrieb kann das Rückmeldesignal des Motorgebers direkt abtasten. Die interne Positionsschleife und die Geschwindigkeitsschleife werden gebildet. Im Allgemeinen geht der stufenlose Motor verloren oder wird überschritten, und die Steuerungsleistung ist zuverlässiger.
Unterschiedliche Geschwindigkeitsreaktionsleistung
Es dauert 200 bis 400 Millisekunden, bis der Schrittmotor vom Stillstand auf die Betriebsdrehzahl beschleunigt (normalerweise mehrere hundert Umdrehungen pro Minute).
Das AC-Servosystem hat eine bessere Beschleunigungsleistung. Am Beispiel des AC-Servomotors MSMA400W von Panasonic dauert es nur wenige Millisekunden, um aus dem Stillstand auf die Nenndrehzahl von 3000 U / min zu beschleunigen, die für Steuerungsanwendungen verwendet werden kann, die schnelles Starten und Stoppen erfordern.
Zusammenfassend ist das AC-Servosystem in vielen Leistungsaspekten dem Schrittmotor überlegen. In manchen Fällen, in denen die Anforderungen nicht hoch sind, werden häufig Schrittmotoren verwendet, um den Motor auszuführen.
